RU2032261C1

RU2032261C1 - Two-phase synchronous reluctance motor

Info

Publication number: RU2032261C1
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Краснопевцев
Original assignee: Александр Иванович Краснопевцев
Priority date: 1988-03-02
Filing date: 1988-03-02
Publication date: 1995-03-27

Abstract

FIELD: step electric drives. SUBSTANCE: convertible synchronous reluctance motor has stator with windings placed on magnetically isolated cores , and toothed rotor. Center lines of cores are parallel and symmetric in respect to axis of rotor revolution; centers of pole arcs on ends of different cores of pole shoes are developed through one third of rotor tooth pitch relative to each other and to symmetry axis of rotor teeth. Sense of rotation of rotor depends on moment of control pulse arrival at one of windings. EFFECT: improved design. 7 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в дискретном электроприводе. The invention relates to electrical engineering and can be used in a discrete electric drive.

Известен реактивный синхронный двухфазный электродвигатель, содержащий статор с магнитопроводом в виде двух изолированных друг от друга в магнитном отношении сердечников, расположенных в полости имеющего по крайней мере два симметричных зубца ротора, каждый из сердечников на каждом из концов имеет по наконечнику с обращенным к активной поверхности пассивного ротора зубцом, между наконечниками на каждом из сердечников установлено по обмотке, оси обмоток совмещены с осями сердечников, оси у разных обмоток параллельны (авт.св. СССР N 520672, кл. Н 02 К 19/02, 1973). Known reactive synchronous two-phase electric motor containing a stator with a magnetic circuit in the form of two cores magnetically isolated from each other, located in a cavity having at least two symmetrical rotor teeth, each of the cores at each end has a tip facing the active surface of the passive a rotor with a tooth, between the tips on each of the cores, a winding is installed, the axis of the windings are aligned with the axis of the cores, the axes of the different windings are parallel (ed. St. USSR N 520672, C. H 02 K 19/02, 1973).

Целью изобретения является повышение использования пространства внутри ротора за счет повышения его заполнения активными материалами с одновременным расширением функциональных возможностей. The aim of the invention is to increase the use of space inside the rotor by increasing its filling with active materials while expanding the functionality.

На фиг.1 представлен предлагаемый двигатель; на фиг.2 - то же, вид слева; на фиг. 3 - то же, вид справа; на фиг. 4 - принцип действия двигателя согласно фиг. 1 - 3; на фиг. 5 - схема включения для варианта с реверсированием; на фиг.6 и 7 - схемы включения для вариантов с дистанционным реверсированием за счет изменения полярности импульсов переменного тока. Figure 1 presents the proposed engine; figure 2 is the same, left view; in FIG. 3 - same, right view; in FIG. 4 - principle of operation of the engine according to FIG. 13; in FIG. 5 is a connection diagram for a version with reversal; Fig.6 and 7 - circuit diagrams for options with remote reversal by changing the polarity of the pulses of alternating current.

В цилиндрическом корпусе 1, который изготовлен из немагнитного материала, на оси вращения 2 установлен полый ферромагнитный ротор, например, из двух идентичных частей 3 и 4, каждая из которых имеет диаметрально расположенные симметричные зубцы 5 и 6 полукруглой формы и установлена по отношению к другой части на общей диаметральной оси симметрии ротора. Внутри ротора расположены два идентичных сердечника 7 и 8 магнитопровода статора, изолированных друг от друга в магнитном отношении, с обмотками 9 и 10 управления. Оси сердечников 7 и 8 параллельны и расположены симметрично относительно оси вращения ротора. In a cylindrical housing 1, which is made of non-magnetic material, a hollow ferromagnetic rotor is installed on the axis of rotation 2, for example, of two identical parts 3 and 4, each of which has diametrically arranged symmetrical teeth 5 and 6 of a semicircular shape and is installed relative to the other part on the common diametrical axis of symmetry of the rotor. Inside the rotor are two identical stator cores 7 and 8 of the stator magnetic circuit, magnetically isolated from each other, with control windings 9 and 10. The axis of the cores 7 and 8 are parallel and are located symmetrically with respect to the axis of rotation of the rotor.

Каждый из сердечников 7 и 8 на каждом из концов имеет по полюсному наконечнику 11,12 и 13,14 соответственно с обращенным к активной поверхности ротора зубцом, причем центральный угол между серединами полюсных наконечников 12 и 14 или 11 и 13 в соответствии с числом зубцов ротора составляет 2 π/3. По окружности ротора, по существу, выполнен один зубец, поскольку его зубцы 5 и 6 размещены по коаксиальным друг другу поверхностям, следовательно, середины полюсных дуг, установленных на концах разных сердечников 7 и 8 полюсных наконечников, развернуты на 1/3 зубцового деления ротора относительно друг друга и оси симметрии роторных зубцов. Корпус 1 и немагнитная крышка 15 могут быть снабжены, например, колонками 16 и 17, с помощью которых жестко закрепляются полюсные наконечники. Each of the cores 7 and 8 at each end has a pole tip 11,12 and 13,14, respectively, with a tooth facing the active surface of the rotor, the central angle between the midpoints of the pole tips 12 and 14 or 11 and 13 in accordance with the number of teeth of the rotor is 2 π / 3. A single tooth is essentially made around the circumference of the rotor, since its teeth 5 and 6 are placed on surfaces coaxial to each other, therefore, the midpoints of the pole arcs installed at the ends of the different cores 7 and 8 of the pole tips are rotated by 1/3 of the tooth division of the rotor relative to each other and the axis of symmetry of the rotor teeth. The housing 1 and the non-magnetic cover 15 can be provided, for example, with columns 16 and 17, with which the pole pieces are rigidly fixed.

Обмотки 9 и 10 размещены каждая на своем сердечнике 7 и 8 между его наконечниками. Зубцы одного наконечника каждого из сердечников обращены к одному из зубцов ротора, а зубцы другого наконечника каждого из сердечников обращены к другому зубцу того же ротора. Ротор выполнен симметричным в аксиальном направлении с двумя полостями. В каждой из полостей между внешним 5 и внутренним 6 полукруглыми зубцами ротора размещено по сердечнику 7 и 8. Сердечник 8 установлен на торце немагнитного корпуса 1, а сердечник 7 - на торце немагнитной крышки 15. Windings 9 and 10 are each placed on its core 7 and 8 between its tips. The teeth of one tip of each of the cores are facing one of the teeth of the rotor, and the teeth of the other tip of each of the cores are facing the other tooth of the same rotor. The rotor is made symmetrical in the axial direction with two cavities. In each of the cavities between the outer 5 and inner 6 semicircular teeth of the rotor is placed along the core 7 and 8. The core 8 is installed on the end of the non-magnetic body 1, and the core 7 is on the end of the non-magnetic cover 15.

Двигатель работает следующим образом. The engine operates as follows.

При отсутствии тока в обмотках 9 и 10 статор устанавливают (например, в настенных электрочасах) в положение, при котором ось симметрии роторных зубцов ориентирована в направлении сил гравитации (фиг.4а). При подаче напряжения в одну из обмоток, например обмотку 9, в сердечнике 8 возникает магнитный поток, благодаря которому на ротор начинает действовать вращающий момент, стремящийся повернуть его таким образом, чтобы его зубцы заняли положение, соответствующее максимальной проводимости магнитной цепи для данного потока, т.е. чтобы зубцы 5 и 6 части 4 ротора (фиг.4а слева) повернулись по направлению наконечников 13 и 14 (т.е. к положению согласно фиг. 4б) под действием реактивного момента, обусловленного обмоткой 9 на сердечнике 8. In the absence of current in the windings 9 and 10, the stator is installed (for example, in a wall clock) in a position in which the axis of symmetry of the rotor teeth is oriented in the direction of gravity (figa). When voltage is applied to one of the windings, for example, winding 9, a magnetic flux arises in the core 8, due to which a torque begins to act on the rotor, tending to rotate it so that its teeth occupy a position corresponding to the maximum conductivity of the magnetic circuit for a given flux, t .e. so that the teeth 5 and 6 of the rotor part 4 (Fig. 4a on the left) rotate in the direction of the tips 13 and 14 (i.e., to the position according to Fig. 4b) under the action of a reactive moment due to the winding 9 on the core 8.

Если после этого напряжение поступает в обмотку 10 (фиг.4б справа), то зубцы 5 и 6 части 3 ротора поворачиваются в направлении наконечников 11 и 12 и занимают положение согласно фиг.4в. По окончании импульса электрического тока зубцы ротора доворачиваются до исходного положения под действием момента, обусловленного силами гравитации (фиг.4в), завершая, таким образом, шаг, равный 2 π . If after this the voltage enters the winding 10 (Fig. 4b to the right), then the teeth 5 and 6 of part 3 of the rotor rotate in the direction of the tips 11 and 12 and occupy the position according to Fig. 4c. At the end of the electric current pulse, the teeth of the rotor are turned back to their original position under the action of the moment due to gravitational forces (Fig. 4c), thus completing a step equal to 2 π.

Высокие энергетические показатели предлагаемого двигателя обусловлены компактностью магнитной системы, позволяющей использовать пространство внутри ротора с высоким коэффициентом заполнения активными материалами. High energy performance of the proposed engine is due to the compactness of the magnetic system, which allows the use of the space inside the rotor with a high fill factor with active materials.

Стабильность величины шага обусловлена уже самой его величиной (дугой окружности). Направление вращения выходного вала зависит от того, в какую из обмоток импульс управления поступит раньше. The stability of the step size is already determined by its value (arc of a circle). The direction of rotation of the output shaft depends on which of the windings the control pulse arrives earlier.

Двигатель способен функционировать и в качестве реверсивного синхронного, например, при соединении согласно фиг.5. В этом случае направление вращения зависит от того, как включен конденсатор. The engine is also able to function as a synchronous reversible motor, for example, when connected according to FIG. In this case, the direction of rotation depends on how the capacitor is turned on.

При соответствующей схеме включения возможно обеспечить вращение в одну сторону при поступлении импульсов одной полярности и вращение в другую сторону при поступлении импульсов другой полярности. With an appropriate switching circuit, it is possible to provide rotation in one direction when pulses of one polarity arrive and rotation in the other direction when pulses of another polarity arrive.

Claims

A REACTIVE SYNCHRONOUS TWO-PHASE MOTOR containing a stator with a magnetic circuit in the form of two magnetically isolated cores located in a cavity having at least two symmetrical rotor teeth, each core at each end has a tip facing the active surface of the passive rotor, between the tips on each core is installed on the winding, the axis of the windings are aligned with the axis of the cores, the axis of the different windings are parallel, characterized in that, in order to increase using the space inside the rotor by increasing its filling with active materials while expanding the functionality, the teeth of the rotor are made semicircular and mounted relative to each other on the common diametrical axis of symmetry of the rotor, the teeth of the rotor are placed on coaxial surfaces one to the other, the axis of the winding cores are located in parallel planes, the midpoints of the pole arcs installed at the ends of the different cores of the pole pieces are rotated 1/3 of the tooth division of the mouth relative to one another and relative to the axis of symmetry of the rotor teeth, the teeth of one tip of each core are facing one tooth of the rotor, and the teeth of the other tip of each core are facing another tooth of the same rotor, the rotor is symmetrical in the axial direction with two cavities, each cavity between the outer and inner semicircular teeth of the rotor along the core of the winding, one core with tips is installed on the end of the hollow non-magnetic body, and the other, respectively, on the end of the non-magnetic oh lids.